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制药废水处理工艺案例分析_刘振东
经好氧处理后的出水,沉淀后尚存在一些不能下 沉的污泥和悬浮物。设置石英沙过滤, COD 去除率 25%,SS 去除率达 90%。
2 工程调试及运行
2.1 接种培养 废水处理工程于 2006 年 4 月初开始调试。调试
主要集中在厌氧 - 好氧两个处理阶段,为了缩短污 泥培养时间,菌群的培养采用接种培驯法。UASB 反 应器的厌氧菌取自安阳市人民医院污水处理站,经 过 1 个月的抗生素废水驯化,种泥呈灰白色絮状、颗 粒化。在调试初期,UASB 的 COD 容积负荷控制在 0.5~0.6 kg·m-3·d-1,由于厌氧微生物(甲烷菌)增殖 缓慢,其后三个月内,COD 容积负荷逐渐增加,厌氧 反应器的产气量逐渐增加,显示厌氧污泥的活性逐 渐增强。三个月后,容积负荷增加到 5 kg·m-3·d-1, COD 去除率 70.2%,容积产气率 2.0 L·L-1·d-1,至此, 反应器完全达到设计要求。
1 工程概况
1.1 废水水量水质 安阳市第三制药厂每天排出的废水约为 400
m3,含有淀粉、发酵残渣、羟基吡嗪、氯乙酰胺、长链 亚胺类化合物以及一些硫酸盐类化合物等物质,颜
色呈棕黑色混浊状,而且水质、水量变化不稳定,是较
难处理的工业废水之一。这些有机废水若直接外排,
将严重污染饮用水源和周围环境。其原水水质指标和
30
1
内设搅拌装置,确保基质与微生物的充分接触。 1.4.3 吹脱池和缺氧池
吹脱池的主要作用是将从 UASB 排出的废水中 残存的 N2 气去除,有利于提高曝气池的处理效率。缺 氧池在缺氧条件下通过反硝化作用,硝酸盐还原菌以 硝酸盐、亚硝酸盐为氧源,将硝酸盐亚硝酸盐还原为 氨和氮气,NH3-N 的去除率在 67%以上,从而达到生 物脱氮的目的。
性。水解池溶解氧浓度小于 0.5 mg·L-1,pH 7.7~7.8, 去除率明显随 DO 减少而下降。
COD 去除率 40%~71%。中性偏碱的水解池酸碱度
曝气池的细菌主要由菌胶团、丝状菌等组成。菌
(7.7~7.8)、水体温度(13~35℃)有利于硫酸盐还 胶团是反应器内的优势菌种。菌胶团在显微镜下呈磨
中图分类号:X703.1
文献标识码:A
文章编号:1000-3700(2008)11-079-05
制药废水是较难处理的工业废水之一。传统的处 理方法为化学方法,由于化学药品昂贵,处理费用较 高,企业难以承受,况且化学方法又容易对环境造成 二次污染。目前较为理想的处理方法是物理、化学和 生物相结合的方法。近年来, 美国、日本、法国、印度等 国先后采用厌氧 - 好氧组合技术处理制药废水[1-4]。我 国许多研究部门也提出了许多适宜处理制药废水的 工艺技术[5-10],如 2003 年,天津力生制药股份有限公 司采用氧化 - 生化法处理生产制药废水,经半年多 的运行,处理效果稳定,出水水质达标排放。山东某 制药厂采用二级厌氧反应器与二级曝气池组合法处 理制药废水,每 m3 废水处理费用仅 0.98 元[4]。上海 某制药厂采用氧化剂 Fenton 加活性污泥法处理杂 环类制药废水,处理每 m3 废水运行费用 4.15 元,废 水达标排放[5]。由于制药产品种类繁多,生产工艺和 管理水平差别较大,使得污水处理方法显示出各自 的特点。目前对高浓度有机制药废水采用生物处理 技术已达成共识,本文采用厌氧 - 好氧技术,使得废 水处理效率、能耗以及费用大大降低,为经济、有效 的处理制药废水开辟了新途径。
将废水中的有机大分子和难生物降解有机污染物转 池溶解氧浓度控制在 5~10 mg·L-1 之间,以保证好氧
化为小分子有机物,消除抑菌性污染物(抗生素的毒 微生物(微球菌)对废水中有机物进行处理,COD 去
性)对后继生化处理的影响,以便提高废水的可生化 除率 94%。试验证明当 DO 值低于 3.2 mg·L-1,COD
随着处理程度的进一步加深,污水中所含盐分 及氨氮离子逐渐减少,电导率逐渐变小,出水达到 0.2 S·m-1。吸光度与溶液中所含离子、有机物、无机 物和悬浮物的浓度密切相关[10-13],出水的吸光度降至 0.2 左右。
原菌的生长,SO24-的去除率可达 80%[3],有利于厌氧反 菇状,丝状菌呈乱发状,菌胶团和丝状菌互相缠绕,连
应的顺利进行。废水在水解酸化过程中有不良气味产 成一片。普通活性污泥法具有处理效率高,出水水质
生(粪臭素等)。
稳定的特点。
1.4.2 UASB 反应器
1.4.5 过 滤
刘振东等,制药废水处理工艺案例分析
构筑物
HRT/h 规格尺寸 /m 有效容积 /m3 数量 / 座
水解池
8
4.25×3.75×6
136
1
UASB
48
7.6×7.6×7
784
2
吹脱池
0.75
3.75×2×2.6
13
1
缺氧池
4
4.25×3.75×6
68
1
曝气池
40
10.5×12.5×6
702
3
二沉池
3
4.5×4.5×6.4
1
污泥浓缩池
3.5×3.5×3.5
分析项目
测试方法与测试仪器
COD NH3-N MLSS
SS 浊度 色度 吸光度 电导率 pH
重铬酸钾法,ET99722 型 COD 测试仪 钠氏试剂法
105℃烘干,电子天平 重量法,电子天平 WZT-3 光电浊度仪 倍数稀释法 7230 分光光度法 DDS-11A 电导率仪 PHS-3C 酸度计
1.3 工艺流程 原水 BOD5/COD 约为 0.4 左右,含盐量(硫酸盐
进水 20000
8000 6~8
150
500
出水
300
60
6~8
50
150
1.2 试验分析项目及分析方法 鉴于监测条件的限制, 在试验中进行了 pH 、
COD、SS 以及 NH3-N 等项目的分析和测试。分析方 法和所用仪器见表 2。
表 2 分析项目和仪器 Table 2 Analytical items and instruments
第 34 卷 第 11 期 2008 年 11 月
水处理技术 TECHNOLOGY OF WATER TREATMENT
Vol.34 No.11
Nov.,2008
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制药废水处理工艺案例分析
刘振东,郑桂梅
(安阳工学院,河南 安阳 455000)
摘 要:采用预处理 - 水解 - 厌氧 - 缺氧 - 好氧工艺,对制药废水进行处理,运行稳定,COD 总去除率 >98%,排出水
排至调节池进行二次处理。
沼气等物质,从而有效去除废水中的有机物。通过反应
1.4 主要构筑物及其设计参数
器内三相分离器实现污泥、水和气体的分离,处理过的
主要构筑物及其设计参数列于表 3。
废水流入下道工序,所产沼气回收利用。UASB 反应器
表 3 主要构筑物及其设计参数
Table 3 Main structures and its design parameters for the project
21~35℃。起初,原水所占比例较少,获得较好处理 效果后,继续增加废水的比例。运行 2 个月,各个指 标达到设计要求。
原水 pH 7.6,COD 20000 mg·L-1;在沉淀池添加
ÁÂPAC后,大部分药渣沉淀,调节池出水pH7.5,水温
22℃,COD 14455 mg·L-1,去除率 27.7%;水解池出水 pH 7.6,COD 8749 mg·L-1,去除率 39.5%;UASB 出水 pH 7.6,COD 3537 mg·L-1,去除率 59.6%;缺氧池出水 COD 2891 mg·L-1,去除率 18.30%;好氧工艺(活性 污泥法)二沉池出水 pH 6.8,COD 237 mg·L-1,去除 率 91.80% 。 达 到 了 污 水 综 合 排 放 标 准 (GB8978-1996)生物制药工业二级排放 COD<300 mg·L-1 的标准。
曝气池的好氧活性污泥取自安阳市污水处理 站的二沉池,接种污泥量为曝气池有效容积的 30%,同时添加从美国引进的好氧微生物水处理品, 该产品包含多种定向选育的工程菌群(匍匐型的纤 毛虫、钟虫、累枝虫),是一种生长繁殖快、生物活性 高的工程菌[8]。该菌群已在国内几家制药企业废水 处理中得到成功应用。培驯期间,先对进水进行稀 释,并加适量粪便水以及其它生活污水,经混合配 制后(混合液 COD 在 1000 mg·L-1 左右)进行闷曝, 每天排走过量上清液, 补充好氧微生物繁殖生长所 需要的其它营养元素,例如 P、N 等。10d 之后,菌胶 团和固着型纤毛虫(钟虫、累枝虫)大量出现[5-9],说 明活性污泥絮体已经形成、有较好活性,此时污泥 浓度达到 2108.6 mg·L-1,并在以后的一段时间内稳 定在 2000~3000 mg·L-(1 图 2)。活性污泥性能的 好坏,可根据所含菌胶团多少、大小及结构的紧密 程度来确定,规则的菌胶团是活性污泥系统稳定运 行的指示生物。
COD<300 mg·L-1。曝气池 COD 容积负荷 2.0 kg·m-·3 d-1,溶解氧浓度 3.2 mg·L-1。每 m3 废水处理实际运行费用为 1.3
元。废水的电导率、COD 与吸光度之间呈正相关性,可用吸光度或电导率的观测替代 COD 的观测。
关键词:制药废水处理;生化处理;吸光度;电导率
工程试运行从 2006 年 8 月开始,期间水温为
ÁÁÂÃ81
2.4
100
95
2.2
90
2.0
85
Fig.2
1.8 0
图2
80
5
10
15
20
25
曝气池容积负荷与 COD 去除率
COD volume load and COD removal efficiency of aeration tanks